Ako fungujú a fungujú CNC stroje

Súčasný stupeň rozvoja technologického pokroku v kombinácii s vysokou spotrebou a zodpovedajúcim dopytom stanovuje nové a nové štandardy pre rôzne priemyselné odvetvia z hľadiska množstva a kvality ich produktov. Objemy, ktoré sú dnes potrebné, už nie je možné zabezpečiť bez použitia úplnej automatizácie.

Výsledkom je, že jednou z hlavných inovácií za posledné desaťročie bolo široké prijatie strojov na rezanie kovov s CNC — číslicovo riadené stroje na rezanie kovov.

Úlohu zvýšenia efektívnosti strojárstva je možné riešiť na základe kompletnej mechanizácie a automatizácie výrobných procesov, skvalitnenia štruktúry parku kovoobrábacích zariadení, zavedením programovaných strojov, priemyselných robotov, automatických liniek a komplexov, t.j. schopnosť rýchlo meniť vybavenie pri prechode na rôzne typy produktov.

Priemyselný robot (automatický manipulátor s naprogramovaným riadením) je automatický stroj (stacionárny alebo mobilný) pozostávajúci z výkonného zariadenia vo forme manipulátora s niekoľkými stupňami mobility a preprogramovateľného zariadenia na programové riadenie na vykonávanie motorických a riadiacich funkcií vo výrobnom procese.

Viac o robotoch:

Klasifikácia priemyselných robotov

Typy priemyselných robotov v modernej výrobe

Automatizácia riadenia akéhokoľvek objektu spočíva v podriadení pohybu tohto objektu určitým požiadavkám, čím je zaručený najlepší výkon jeho účelu. Táto organizácia pohybu objektu sa vykonáva pomocou automatických riadiacich zariadení - riadiacich strojov, ktoré zahŕňajú programové riadiace systémy.

Programované riadenie spočíva v tom, že potrebné režimy pohybu každého riadeného objektu sú vopred vypočítané a zaznamenané v zodpovedajúcich zariadeniach na ukladanie informácií - pamäťových orgánoch. Riadiaci proces je zredukovaný na reprodukciu pohybov objektu zaznamenaných týmto programom.

Ovládanie programu — ovládanie systémami, ktoré umožňujú rýchly prechod na akýkoľvek pracovný program jeho zadaním alebo zápisom s podmieneným kódom na nosič programu, pomocou ktorého sa zadáva do riadiaceho zariadenia.

Numerické ovládanie stroja — riadenie spracovania časti stroja podľa riadiaceho programu (NC), v ktorom sú údaje špecifikované v digitálnej forme.

Digitálne riadiace systémy (CNC) sú postavené na hardvérovej a softvérovej báze, zamerané na využitie mikroprocesorov a moderných mikropočítačov s periférnym vybavením, na využitie vysokorýchlostného automatizovaného elektrického pohonu, ktorý zabezpečuje reprodukciu softvérových trajektórií pohybu, ako aj počítačový návrh, príprava a ladenie systémového a aplikačného softvéru.

Vonkajší pohľad na WinPCNC model CNC jednotky

CNC (numerické riadenie) je teda v skutočnosti počítačový systém na riadenie mechanizmov obrábacieho stroja, ktorý používa určité príkazy stroja na vykonávanie určitých úloh. Táto technológia umožnila mnohým podnikom dramaticky zvýšiť svoju výrobnú kapacitu a zároveň znížiť náklady na ich produkty.

Programovanie poradia a režimu prevádzky CNC stroja sa vykonáva pomocou súborov špeciálnych funkcií a algoritmov zrozumiteľných pre digitálny riadiaci systém. Množstvo a kvalita príkazov zadávaných riadiacemu systému, ako aj programovacie charakteristiky každého stroja závisia tak od profesionality obsluhy, ako aj od možností konkrétneho stroja, ktoré môžu byť spočiatku limitované jeho konštrukciou.

Mnohé routery napríklad umožňujú naprogramovať pohyb pracovného nástroja, no zároveň pohyb pracovného stola vôbec neumožňujú. Iné stroje umožňujú viac programovateľných akcií, takže operátor má viac kontrolnej miestnosti. Niekedy stačí od operátora včas vymeniť obrobky a sledovať opotrebovanie pracovného nástroja a o zvyšok sa postará program.

Zariadenie CNC strojov

Konštrukcia CNC stroja obsahuje niekoľko blokov, z ktorých každý ako súčasť celku má svoj vlastný funkčný účel. Môžu existovať ďalšie jednotky, ktoré do systému jednotiek zavádzajú individuálne charakteristiky. Predpokladajme, že CNC sústruh má tieto základné komponenty: základňu, lôžko, opierku hlavy, chvostovú kvapalinu, hlavu frézy, ozubené prevody, snímač závitu, ovládací panel.

Základom je liaty obdĺžnikový diel, na ktorom je lôžko namontované a ktorý poskytuje stroju pevnosť a odolnosť voči vibráciám. Lôžko je hlavnou časťou sústruhu, ktorá spája všetky jeho komponenty a mechanizmy. Pozostáva z dvojice stien pevne spojených priečnymi prvkami.

Na posteli sú vodidlá, okrem toho je tu upevnená prevodovka a zadná časť. Chvost a podpera so zásterou sa môžu pohybovať pozdĺž vodidiel v závislosti od typu pracovného nástroja. Vo vretenovej hlave je ložisko, vďaka tejto konštrukcii je obrobok fixovaný a otáčaný.

Automatická rezacia hlava znamená sekvenčnú inštaláciu rezných nástrojov do pracovnej polohy. Hnacie prevody hlavného pohybu, priečny a pozdĺžny prevod.

Elektromotory prenášajú rotáciu rotora, ktorá sa vďaka guľovým skrutkám mení na lineárny pohyb blokov. Chvost drží stred obrobku, ktorý sa má obrábať. Snímač kohútika sa nachádza na podnose. Ovládací panel je navrhnutý pre pohodlie operátora a monitorovanie procesov. Ovládacích panelov môže byť niekoľko.

Programovanie pohonov pevných vretien sa scvrkáva na zapínanie, vypínanie a spínanie príslušných stýkačov.K tomu stačí zaznamenať signál príkazov «zapnuté» a «vypnuté».

Regulácia otáčok hlavných vretien je najčastejšie potrebná na zabezpečenie spracovania kovu optimálnou rýchlosťou rezania. V tomto prípade je potrebné upraviť uhlovú rýchlosť tak, aby obvodová rýchlosť, ktorou sa rezanie vykonáva, mala konštantnú optimálnu hodnotu.

Oveľa dôležitejšou a zložitejšou úlohou je programovanie riadenia podávačov, pretože zabezpečuje výkon hlavnej funkcie stroja — formovanie tvaru výrobku.

Štandardný súradnicový systém CNC obrábacích strojov

Funkčná schéma riadenia CNC stroja

Schématická implementácia CNC algoritmov triedy NC (SNC).

Architektúra systému PCNC-1 Alana Bradleyho s CNC

Výhody CNC strojov

Hlavnou a samozrejmou výhodou CNC stroja v porovnaní s konvenčným strojom je najvyššia úroveň automatizácie výroby, ktorá minimalizuje ľudské zásahy do procesu výroby dielov.

Podľa definície je CNC stroj schopný pracovať autonómne a takmer nepretržite, bez toho, aby sa neustále unavoval, a kvalita výrobkov tým neklesne. Ak by prácu robil človek, bol by unavený. by bolo treba vymeniť sústruh, všadeprítomný ľudský faktor, chyby atď. Toto tu nie je. Obsluha stroj iba pripravuje na prácu, umiestňuje a odoberá diely, nastavuje nástroj. Jedna osoba môže týmto spôsobom obsluhovať niekoľko strojov.

Okrem toho treba poznamenať najvyššiu flexibilitu CNC strojov. Na výrobu rôznych dielov potrebuje operátor iba zmeniť pracovný program stroja.Okrem toho je program vždy pripravený na spustenie neobmedzený počet krát, pričom program nie je potrebné zakaždým upravovať.

Vysoká presnosť a opakovateľnosť už nezávisí od zaškolenia obsluhy, ale od kvality použitého programu. To je obrovské plus v porovnaní s konvenčnými strojmi na rezanie kovov, ktoré umožňuje výrobu tisícov dielov identických vo forme a kvalite a bez zníženia tejto kvality.

Niektoré diely nie je možné vyrobiť ručne na klasickom stroji kvôli zložitosti alebo vysokej cene a na CNC stroji je to len otázka výberu správneho programu. Výsledkom je, že CNC stroje umožňujú rýchlo a efektívne získať časť takmer akejkoľvek zložitosti a v zásade v akomkoľvek množstve. Existuje len jedna podmienka — diel, ktorý sa má vyrobiť, musí byť vopred navrhnutý pomocou počítača.

Pozri tiež:

Elektrické pohony pre CNC stroje

Elektrické zariadenia pre CNC vŕtačky

Elektrické vybavenie CNC sústruhov